高中化学热化学方程式试题

(8分)A、B、C、D、E五种短周期元素，A与D同周期，A的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，B的单质在放电条件下能与氧气反应，C元素的离子不含电子，D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3/4，E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍。
（1）A的原子结构示意图为                           。
（2）E元素在周期表的位置是
（3）A的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式为                       。
（4）加热条件下，D的单质与足量B的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应，生成D的最髙价含氧酸，写出此反应的化学方程式：                              。
（5）化合物甲由元素A、B组成，具有良好电绝缘性。化合物甲能与水缓慢反应生成化合物乙。乙分 子中含有10个电子，写出该反应的化学方程式：                。

A、B、C、D、E、F六种物质的转化关系如图所示(反应条件和部分产物未标出)。

（1）若A为短周期金属单质，D为短周期非金属单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成，则A的原子结构示意图为________，反应①的化学方程式为__________________，反应④的化学方程式为________________。
（2）若A是常见的变价金属的单质，D、F是气态单质，且反应①在水溶液中进行。反应②也在水溶液中进行，反应②的离子方程式是_____________________________________.
（3）若A、D、F都是短周期非金属元素单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则反应①的化学方程式为___________________________________。

类推思维是化学解题中常用的一种思维方法，下列有关离子方程式推理正确的是

（16分)氮及其化合物在化学实验中有广泛应用：
（1）请写出实验室用Cu和稀硝酸反应制备NO的离子方程式：                  ；
（2）请设计实验，检验某可溶性固体物质中含有NH₄⁺的操作、现象、结论：    ；
（3）实验室可用(NH₄)₂Cr₂O₇受热分解产生N₂、Cr₂O₃和H₂O来制备N₂，请写出该分解反应的化学方程式：                  ；
（4）有人发现重铬酸铵分解产物不仅含N₂、Cr₂O₃和H₂O，还含有NH₃和O₂，并指出伴随有显著的副反应发生：2(NH₄)₂Cr₂O₇2Cr₂O₃+4NH₃↑+2H₂O+3O₂↑；设计如下图所示实验装置，并通过实验方法验证了NH₃和O₂的存在(忽略空气中O₂的干扰)。

限选试剂：Na₂S溶液、Na₂SO₃溶液、FeSO₄溶液；
限选仪器：试管、玻璃导管、漏斗、烧杯、胶头滴管
①图中试管口玻璃纤维的作用是                   ；
②根据实验目的，选择一种试剂和最佳的仪器补全该实验装置（在方框中画图并标注所选试剂）；
③写出该法验证NH₃和O₂存在的实验原理的化学方程式：                           。

某学习小组进行了如下课外活动，邀请你参与：
（1）研究水溶液中复分解型离子反应的发生条件，设计如下方案：

①写出II实验中发生反应的离子方式：                       。
②根据实验发现只要有                      等物质生成，水溶液中复分解型离子反应就可以发生。
③经过小组同学积极思考、讨论交流发现在生成三类物质后，导致一个共同的结果，于是得出结论：溶液中复分解型的离子反应总是向着某些____            的方向进行（与溶液混合的瞬间相比）。
④小组同学进一步深入思考，发现上述问题其实质是化学反应进行的方向问题。请你结合化学反应原理的相关知识对③中的结论作出合理解释：                                 。
（2）如何研究H₂SO₄、KC1、NaHSO₄、NaNO₃、Na₂C0₃、NH₄C1、NaOH的性质？设计方案为：将它们按照酸、碱、盐分类，然后分别溶于水得到溶液，进行实验。具体如下：
①根据方案进行分类时，经实验测得KC1、NaNO，溶液的pH=7;H₂SO₄、NaHSO₄、NH₄Cl溶液的pH<7; Na₂CO₃、NaOH溶液的pH>7。由此有的同学按分类法思想把H₂SO₄、NaHSO₄、NH₄CI都划分为酸类，请你运用中学化学相关理论判断这样划分是否合理？并简要说明理由。____            、____                。
②向NaHSO₄、NaNO₃的混合溶液中，滴加Na₂S溶液产生黄色沉淀和无色气体，写出反应的离子方程式：________________。反应中若生成标准状况下的无色气体1.12L，则被氧化的物质为             mol，转移电子的物质的量为         mol。
③某同学在用H₂SO₄鉴别NaNO₃、Na₂CO₃、NaOH溶液时，Na₂CO₃很容易鉴别，但鉴别NaNO₃和NaOH时却陷入了困境。限用上述另外六种物质，请你设计一个现象明显的实验方案帮忙解决这一难题.

（1）已知常温常压下：
①2CH₃OH（l）＋3O₂（g）＝2CO₂（g）＋4H₂O（g）△H＝－1275．6kJ/mol
②H₂O（l）＝H₂O（g）△H＝＋44．0kJ/mol
写出甲醇燃烧的热化学方程式________________________。
（2）甲醇是一种重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。工业上用如下方法好处甲醇：

①方法一：该反应的△S__     ___0（填“＞”或“＜”）。图中曲线a到曲线b的措施是____   _____，恒温恒容时，下列说法能说明反应到达平衡状态的是___     _____。

A．体系的平均摩尔质量不再改变	B．V（CO）＝V（CH3OH）
C．H2的转化率达到了最大限度	D．△H不再改变

②方法二：将CO₂和H₂按物质的量之比1：3充入体积为2．0L的恒容密闭容器中反应，如图两条曲线分别表示压强为0．1MPa和5．0MPa下CO₂转化率随温度的变化关系，其中a点的平衡常数表达式为：___________；a，b两点化学反应速率别用Va、Vb表示，则Va__         ___Vb（填“大于”、“小于”或“等于”）。已知原子利用率＝期望产物的总质量与生成物的总质量之比，则方法二的原子利用率与方法一的原子利用率之比为__             _。
（3）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是通电后将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。写出除去甲醇的离子方程式____      _____。

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。研究铁及其化合物的应用意义重大。
I.水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关。
（1）自来水厂常用高铁酸钠（Na₂FeO₄）改善水质。简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理_______________。
（2）碱式硫酸铁［Fe（OH）SO₄］是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

回答下列问题：
①写出反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式___________。
②加入少量NaHCO₃的目的是调节溶液pH，应控制pH的范围为____________。
③在实际生产中，反应II常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，若通入5.6L O₂（标准状况），则相当于节约NaNO₂的质量为____________g。
④碱式硫酸铁溶于水后产生的［Fe（OH）］²⁺离子，可部分水解生成［Fe₂（OH）₄］²⁺聚合离子。该水解反应的离子方程式为___________。
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料。已知磷酸亚铁锂电池总反应为：
FePO₄+LiLiFePO₄，电池中的固体电解质可传导Li⁺。试写出该电池充电时的阳极反应式____________。常温下以该电池为电源电解200mL饱和食盐水，当消耗1.4g Li时，溶液的pH为____________。（忽略溶液的体积变化）。

(10分）碳酸铈[Ce₂(CO₃）₃]为白色粉末，难溶于水，主要用作生产铈的中间化合物。它可由氟碳酸铈精矿经如下流程。

（1）氟碳酸铈的化学式为为CeFCO₃，该化合物中，Ce的化合价为              。
（2）氧化焙烧生成的铈化合物为二氧化铈(CeO₂），其在酸浸时发生反应的离子方程式为            。
（3）试剂X是                 。
（4）若试剂X改为氢氧化钠溶液，则反应生成难溶物—一氢氧化铈(Ⅲ），其暴露于空气中时变成紫色，最终变成黄色的氢氧化高铈(Ⅳ）。氢氧化铈在空气中被氧化成氢氧化高铈的化学方程式为                。
（5）取(4）中得到的Ce(OH）₄产品（质量分数为97%）1.00 g，加硫酸溶解后，用0.1000mol·L^-1的FeSO₄溶液滴定至终点（铈被还原成Ce³⁺），则需要滴加标准溶液的体积为          mL。

海水中蕴藏着丰富的资源，海水综合利用的流程图如下：

（一）某化学研究小组用右图装置模拟步骤I电解食盐水（用铁和石墨做电极）。

（1）a电极材料是          （填铁、石墨），其电极反应式为                 。
（2）当阴极产生11.2mL气体时（标准状况），该溶液的pH为          （忽略反应前后溶液体积的变化）。
（二）卤水中蕴含着丰富的镁资源，就MgCl₂粗产品的提纯、镁的冶炼过程回答下列问题：已知MgCl₂粗产品的溶液中含有Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺。下表是生成氢氧化物沉淀的pH：

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3	Mg(OH)2
开始沉淀pH	2.7	8.1	3.8	9.5
完全沉淀pH	3.7	9.6	4.8	11.0

（3）把MgCl₂粗产品的溶液中的Fe²⁺转化为Fe³⁺，可选用的物质是______________（填序号，下同），加入
             调节溶液的pH，充分反应后过滤，可得MgCl₂溶液。
a．KMnO₄      b．H₂O₂      c．MgO       d．NaOH
（4）步骤Ⅲ由MgCl₂·H₂O获得MgCl₂的操作是：             。
（三）制取工业溴：
（5）步骤Ⅳ中已获得Br₂，步骤Ⅴ中又将Br₂还原为Br^－，其目的是                  。
（6）写出步骤Ⅴ用SO₂水溶液吸收Br₂的离子方程式：                      。

某强酸性溶液X，可能含有Al^3＋、Ba^2＋、NH₄^＋ 、Fe^2＋、Fe^3＋、CO₃^2-、SO₄^2-、SiO₃^2-、NO₃^-中的一种或几种离子，取该溶液进行实验，其现象及转化如下图。反应过程中有一种气体是红棕色。请回答下列问题：

（1）由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在的离子有              。
（2）溶液X中，关于N0₃^-的判断一定正确的是              。
a．一定有        b．一定没有        c．可能有
（3）产生气体A的离子方程式为                          。
（4）转化⑥发生反应的现象为                            。
（5）转化④中产生H的离子方程式为                      。
（6）若转化③中，D、H₂0、0₂三种物质恰好发生化合反应生成E，则反应中D与0₂的物质的量之比为____________。
（7）对不能确定是否存在的离子，可以另取X溶液，加入下列溶液中的一种，根据现象即可判断，该试剂最好是       。
①NaOH溶液，②KSCN溶液，③石蕊试剂，④pH试纸，⑤KMn0₄溶液，⑥氯水和KSCN的混合溶液

(14分)A、B、C、D都是中学化学常见的物质，其中A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下相互转化关系如图所示(部分产物已略去)。

请按要求回答下列问题：
（1）若B、D为短周期同一主族的非金属单质，则反应(III)中氧化产物与还原产物的物质的量之比为___。
（2）若A、B、C均为短周期元素组成的化合物，且溶液都显碱性，D为植物光合作用必须吸收的气体，物质A中化学键的类型为___________，相同温度下的溶解度B_________C(填“大于、小于、等于”)。
（3）若D为某金属单质，向C的溶液中滴加硝酸银溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，则检验B溶液中阳离子的试剂为_________；C的溶液保存时，常加入D的目的是__________________。
（4）若D为强电解质溶液，A和C在溶液中反应生成白色沉淀B，写出反应(III)的离子方程式是_______________________________；符合条件的D物质可能是_______________(填序号)。
①硫酸    ②碳酸     ③氢氧化钠     ④一水合氨    ⑤氯化钡

如下图所示中各方框表示有关的一种反应物或生成物(某些物质已经略去)，其中常温下A、C和D为无色气体，C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,X分解产生A、B和C三种产物的比值为1:1:1。

（1）写出下列各物质的化学式：
X：         ；B：        ；F：          ；G：      。
（2）按要求写出下列变化的反应化学方程式：
A→D的化学反应方程式：                                      ；
G→E的离子反应方程式：                                       。

利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料．LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得．

（1）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液．B极区电解液为      溶液（填化学式），阳极电极反应式为      ，电解过程中Li⁺向      电极迁移（填“A”或“B”）．
（2）利用钴渣[含Co（OH）₃、Fe（OH）₃等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

Co（OH）₃溶解还原反应的离子方程式为      ，铁渣中铁元素的化合价为    ，在空气中煅烧CoC₂O₄生成钴氧化物和CO₂，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO₂的体积为1.344L（标准状况），则钴氧化物的化学式为     。

根据信息作答：
（1）在精制饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打（NaHCO₃），并提取氯化铵作为肥料或进一步提纯为工业氯化铵。
①写出上述制备小苏打的化学方程式：__________________________________。
②滤出小苏打后，母液提取氯化铵有两种方法：Ⅰ.通入氨，冷却、加食盐，过滤；Ⅱ.不通氨，冷却、加食盐，过滤。其中方法Ⅰ析出的氯化铵的纯度更高，其原因是___________。而方法Ⅱ的优点是其滤液可以_______________。
（2）铅及其化合物可用于蓄电池，耐酸设备及X射线防护材料等。PbO₂可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为_____________________：PbO₂也可以通过石墨为电极，Pb(NO₃)₂和Cu(NO₃)₂的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式_________________，电解液中加入Cu(NO₃)₂的原因是___________________。

已知：硼镁矿主要成分为Mg₂B₂O₅·H₂O，硼砂的化学式为Na₂B₄O₇·10H₂O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为：

回答下列有关问题：
（1）硼砂中B的化合价为       ，将硼砂溶于热水后，常用稀H₂SO₄调pH＝2～3制取H₃BO₃，该反应的离子方程式为                                    。
（2）MgCl₂·7H₂O需要在HCl氛围中加热，其目的是           。若用惰性电极电解MgCl₂溶液，其阴极反应式为                     。
（3）镁－H₂O₂酸性燃料电池的反应原理为 Mg＋H₂O₂＋2H^＋===Mg^2＋＋2H₂O， 则正极反应式为                         。常温下，若起始电解质溶液pH＝1，则pH＝2时，溶液中Mg^2＋浓度为______。当溶液pH＝6时，       (填“有”或“没有”)Mg(OH)₂沉淀析出(已知K_sp[Mg(OH)₂]＝5．6×10^－12)。
（4）制得的粗硼在一定条件下生成BI₃，BI₃加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0．020 g粗硼制成的BI₃完全分解，生成的I₂用0．30 mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液18．00 mL。该粗硼样品的纯度为____(提示：I₂＋2S₂O===2I^－＋S₄O)(结果保留一位小数)。